[發(fā)明專利]一種強(qiáng)化甲苯氧化的系統(tǒng)及工藝

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201910851626.6
• 申請(qǐng)日: 2019-09-10
• 公開（公告）號(hào): CN112552151A
• 公開（公告）日: 2021-03-26
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張志炳;周政;李磊;張鋒;孟為民;王寶榮;楊高東;羅華勛;楊國(guó)強(qiáng);田洪舟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 南京延長(zhǎng)反應(yīng)技術(shù)研究院有限公司
• 主分類號(hào): C07C45/36
• 分類號(hào): C07C45/36;C07C47/54;C07C51/265;C07C63/06
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1.一種強(qiáng)化甲苯氧化的系統(tǒng)，其特征在于，包括：甲苯預(yù)熱管、氧氣預(yù)熱管、管式反應(yīng)器、微界面發(fā)生器、分離單元和反應(yīng)產(chǎn)物儲(chǔ)存單元；

所述甲苯預(yù)熱管包括內(nèi)管和外管，內(nèi)管與所述管式反應(yīng)器相連，外管與所述分離單元和所述反應(yīng)產(chǎn)物儲(chǔ)存罐相連；

所述氧氣預(yù)熱管包括內(nèi)管和外管，內(nèi)管與所述微界面發(fā)生器相連，外管與水蒸氣管道相連，熱水蒸氣通過管道從外管下方進(jìn)入，從外管上方流出，用以對(duì)內(nèi)管的氧氣進(jìn)行預(yù)熱；

所述管式反應(yīng)器包括內(nèi)進(jìn)油口、出油口和內(nèi)反應(yīng)管，內(nèi)反應(yīng)管為甲苯氧化的反應(yīng)場(chǎng)所，導(dǎo)熱油從位于管式反應(yīng)器下方的進(jìn)油口進(jìn)入，從位于管式反應(yīng)器上方的出油口離開；

所述微界面發(fā)生器設(shè)置在所述內(nèi)反應(yīng)管中，用以將來自所述氧氣預(yù)熱管的氧氣打碎成微米級(jí)氣泡。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化甲苯氧化的系統(tǒng)，其特征在于，在甲苯進(jìn)料管上設(shè)有進(jìn)料泵。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化甲苯氧化的系統(tǒng)，其特征在于，在連通所述甲苯預(yù)熱管和所述管式反應(yīng)器的管道上設(shè)有催化劑加劑管道。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化甲苯氧化的系統(tǒng)，其特征在于，所述微界面發(fā)生器為氣動(dòng)式發(fā)生器。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化甲苯氧化的系統(tǒng)，其特征在于，所述微界面發(fā)生器使氧氣氣泡破碎形成直徑大于等于1μm、小于1mm的微米級(jí)氣泡。

6.根據(jù)權(quán)利要求1-5任一項(xiàng)所述的強(qiáng)化甲苯氧化的系統(tǒng)，其特征在于，所述內(nèi)反應(yīng)管的每處凹型管道底部設(shè)置至少一個(gè)所述微界面發(fā)生器。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化甲苯氧化的系統(tǒng)，其特征在于，所述分離單元包括：分離罐、泠凝器和循環(huán)泵；

所述分離罐與所述管式反應(yīng)器相連，用于分離反應(yīng)產(chǎn)物；

所述分離罐分離出的氣相產(chǎn)物經(jīng)所述泠凝器冷凝，冷凝出的液相甲苯進(jìn)入所述甲苯預(yù)熱管中進(jìn)行循環(huán)反應(yīng)；

所述分離罐分離出的液相產(chǎn)物經(jīng)所述循環(huán)泵通入所述甲苯預(yù)熱管的外管中，用于對(duì)所述甲苯預(yù)熱管內(nèi)管中的甲苯進(jìn)行預(yù)熱。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的強(qiáng)化甲苯氧化的系統(tǒng)，其特征在于，所述反應(yīng)產(chǎn)物儲(chǔ)存單元包括換熱器和儲(chǔ)存罐，換熱器設(shè)置在連接所述甲苯預(yù)熱管外管和儲(chǔ)存罐的管道上。

9.一種強(qiáng)化甲苯氧化的工藝，其特征在于，包括如下步驟：

向系統(tǒng)中通入保護(hù)氣N₂至系統(tǒng)壓力為0.7MPa，打開所述進(jìn)料泵，向甲苯預(yù)熱管中輸送甲苯反應(yīng)原料溶液，按相對(duì)于甲苯質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0.007wt％質(zhì)量流量加料速率向甲苯中加入環(huán)烷酸鈷催化劑，向管式反應(yīng)器中注入導(dǎo)熱油，將管式反應(yīng)器的反應(yīng)溫度升至158℃；

系統(tǒng)溫度到達(dá)設(shè)定溫度158℃后，向氧氣預(yù)熱管中通入氧氣，并使用熱蒸汽對(duì)氧氣進(jìn)行預(yù)熱，將預(yù)熱后的氧氣通入微界面發(fā)生器中，微界面發(fā)生器將氧氣打碎成微米級(jí)別的小氣泡，小氣泡融入液體中形成氣液乳化物，在催化劑的作用下發(fā)生氧化反應(yīng)；

在氧化反應(yīng)過程中，導(dǎo)熱油用于及時(shí)將反應(yīng)放出的熱量移走，通過控制導(dǎo)熱油的流速來控制所述管式反應(yīng)器內(nèi)的溫度始終保持為158℃；

反應(yīng)物料經(jīng)過所述管式反應(yīng)器反應(yīng)完畢后，進(jìn)入分離罐，氣相組分經(jīng)冷凝器將氣體成分中的甲苯冷凝下來重新伴隨原料進(jìn)入所述甲苯預(yù)熱管，液相組分通過所述物料循環(huán)泵打入所述甲苯預(yù)熱管外管中，利用液相溫度對(duì)所述甲苯預(yù)熱管內(nèi)管的甲苯進(jìn)行預(yù)熱，然后經(jīng)所述換熱器返回所述反應(yīng)產(chǎn)物儲(chǔ)存罐中。